10.1电势能和电势（学案二）-2023-2024学年高二物理素养提升学案（人教版2019必修第三册）

高中物理必修三素养提升学案 第10章 静电场中的能量 第1节　电势能和电势 【学习目标】 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能,体会能量观点是分析物理问题的重要方法,并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。 4.通过建立电势概念的过程,理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。 【科学素养要求】 1.物理观念 (1)理解电势能的含义。 (2)知道电势的定义方法及定义、公式、单位。 2.科学思维 (1)通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识物理学的和谐统一性。 (2)理解电势能的变化与静电力做功的关系，知道零势能点的规定方法。 (3)通过建立电势概念的过程，会判断电场中两点电势的高低。 3.科学探究 通过计算在匀强电场中移动电荷静电力做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。 4. 科学态度与责任 进一步了解用比值定义电势的思想方法，培养良好的学习习惯。 【学习资源】 物理教材必修第三册 【学习方法】 通过自主学习、合作探究、互动展示完成本节课的学习。 【学习过程】 [课前预习] 在固定的点电荷+Q的电场中放入点电荷+q,由静止释放,从A点运动到B点,思考回答下列问题: 1.+q的受力方向如何? 2.+q的加速度、速度如何变化? 3.+q做什么运动? 4.电场力对+q做正功还是负功? 5.+q动能如何变化? 6.+q的动能从何处来? [课堂探究] 重力场与电场: 重力场中物体受力和静电场中电荷受力 【类比】: 1.重力场中物体受力　　　　　　　　静电场中电荷受力　　　　　　　　　。  2.g=　　　　　　　　　E=　　　　　　　　　  3.画出重力场和电场的场线 假如我们身处上述情境中一个很小的区域内,重力场和电场线可以怎么画? [重力势能与电势能] 重力做功与重力势能的变化: 重力做功示意图 　　[问题讨论] 从A到B,重力如何做功? 重力做功与什么因素有关? A点的重力势能是多少?重力势能的大小与什么因素有关?是定值吗? 重力做功与重力势能的关系? 结论 1.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  电场力做功与电势能的变化: 电场力做功示意图 [问题讨论] 从A到B,电场力如何做功? 电场力做功与什么因素有关? 参照重力做功与重力势能关系,如何定义伴随电场力做功而变化的能量?它是定值吗? 电场力做功与电势能变化的关系? 结论: 1.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【知识点探究】 知识点一　静电力做功的特点 1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。 【温馨提示】静电力做功特点是从匀强电场中推导出来的，但对非匀强电场也是适用的。 (√) 知识点二　电势能 1．概念：电荷在电场中具有的势能。用Ep表示。 2．静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB。 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。 4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零。 【温馨提示】静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点电势能的数值。只有先把电场中某点的电势能规定为0，才能确定电荷在电场中其他点的电势能。 知识点三　电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 2．定义式：φ＝。 3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。 4．特点 (1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零